2.2 Фрагментация

Фрагментация необходима тогда, когда дейтаграмма по размерам превышает максимально допустимую емкость пакета данных при передачи по локальной сети.

П1, п2, п3- размер пакета 1, 2, 3

Т1, т2, т3- тип 1, 2, 3

m- максимальная емкость

Некоторые дейтаграммы допускают фрагментацию, а некоторые нет. В этом случае не фрагментированная дейтаграмма должна пройти по такому пути, который обеспечит передачу ее полного размера. Не все дейтаграммы могут быть фрагментированы, если дейтаграмма помечена как не фрагментированная, у нее устанавливается флаг not fragment и такая дейтаграмма ни при каких обстоятельствах не может подвергаться разделению на пакет меньшей длины. Если такая дейтаграмма не может быть доставлена в точку назначения без фрагментации, иначе говоря не найдется пути, обеспечивающего ее передачу без разделения на части, то такая дейтаграмма уничтожается. Процедура фрагментации и передача фрагментируемой дейтаграммы по локальной сети никак не отражается на структуре пакета. Это значит, что фрагментация является внутренней процедурой IP- уровня или сетевого. Для всех верхних уровней она скрыта. Каждый фрагмент исходной дейтаграммы имеет уникальный идентификатор, который однозначно определяет принадлежность фрагмента исходному пакету. Это число ( номер фрагмента ) уникально для пары отправитель- получатель. Чтобы иметь возможность восстанавливать последовательность фрагмента задается поле смещения и поле длины.

Кроме перечисленных полей в управляющей информации имеется флаг, указывающий на наличие фрагмента. С помощью этого флага можно выделить последний фрагмент из множество всех других фрагментов. Информация этих полей достаточна, чтобы IP- модуль, размещенный на машине получателя информации и получающий последовательность фрагментов может собрать из них дейтаграмму совпадающую с исходной. Чтобы подвергнуть фрагментации длинную дейтаграмму, IP- модуль установлен на шлюзе, создают 2 новые дейтаграммы, копирует содержание заголовка каждой копии. Затем данные длинной дейтаграммы делятся на порции кратные 64.

Длина каждого участка должна иметь 6 разрядов младших равных 0. Первая порция данных размещается в первой дейтаграмме. В поле длины фрагмента устанавливается код длины первой порции данных и устанавливается флаг наличия следующего фрагмента. Аналогично вторая порция данных помещается во вторую дейтаграмму и флаг наличия следующей порции копируется. В поле смещения второй дейтаграммы записывается число, отражающее количество 64- битных порций в первой дейтаграмме. Такое деление производиться циклически до тех пор пока вся дейтаграмма не будет разбита на фрагменты не превышающие максимальную длину пакета для данной сети. Для сборки дейтаграммы из фрагментаIP- модуль установленный на машине получателя, собирает все дейтаграммы, имеющие единый заголовок и на основании информации о смещении и длине, упорядочивает их расположение. В результате происходит восстановление фрагментированной дейтаграммы в ее первоначальный вид.

2.3 Адресация в ip- сетей

Очевидно, что после того, как произошла упаковка дейтаграммы по пакетам, важнейшей функцией IP- модуля является обеспечение пакетов адресными данными. Существенным компонентом любой системы сети является процедура определения местонахождения другого компьютера, если схема адресации, используемой для этих целей, зависит от семейства используемых протоколов и уровня адресующего протокола. IP- модуль имеет дело с IP- адресами, которые называют виртуальными или логическими адресами. Для обеспечения обработки таких адресов они имеют иерархическую структуру, то есть подобно тому как адрес на конверте имеет индекс, город, улицу, дом и конкретного получателя, IP- адрес разбивается на некоторое множество полей, каждое из которых описывает определенный уровень иерархии. Такая иерархическая структура адреса делает процедуру поиска адресата более простой. Легкость сортировки и повторного вызова обеспечивается путем исключения крупных блоков логически сложных адресов и сокращения длины последовательности операции сравнения, в результате которой и может быть найден заданный адресат. Модули, которые занимаются формированием и анализом IP- адресов называют маршрутизаторами или реуторами. В протоколах IP версии 4 первоначально предполагалось все сети делить на множество классов. При этом выделяют класс сети А, Б, С, Д, Е. Каждый класс отличается максимально возможным количеством сетей такого класса и максимально возможное количество компьютеров, включаемых в данную сеть. Каждый класс отличался структурой иерархии IP- адреса. Он должен быть разбит на следующие поля:

2ⁿ-1 - максимальное число сетей в классе

2^m-1 – максимальное число машин в сети

Чтобы найти искомый адрес достаточно:

1. Выделить тип сети

2. Определить адрес сети классе

3. Определить номер компьютера в выделенной сети данного класса

Класс А

0

0

0

0

0

0

0

0

Код сети может иметь номера 00000000- min код

01111111- max код

В мире Internet таких сетей может быть 127. Сети класса А- сети, у которых нулевой разряд имеет нулевое значение, семь остальных разрядов используются для кодирования номера в сети. Это большие сети.

Класс Б

1

0

1

1

1

1

1

1

Машин может быть в сети 2¹⁶-1. Здесь могут быть номера:

128-191, 0-255, 0-255, 0-255

Таких сетей будет 2¹⁴-116000. Это средние сети.

Класс С

1

1

0

Машин может быть в сети 2⁸-1254. Сетей таких может быть 2²¹-12 млн. Это малые сети. Здесь могут быть числа:193-223, 0-255, 0-255, 0-254.

Класс Д предусмотрен для групповой адресации

1

1

1

0

Класс Е

1

1

1

1

0

Зарезервированы для использования в будущем.

Некоторые IP- адреса являются выделенными и трактуются особым образом.

0. 0. 0. 0 – данный узел

194. 0. 0. 0 – данная сеть

0. 0. 0. 18 – узел в данной локальной IP- сети

255. 255. 255. 255 – все узлы в данной локальной сети ( используется для контроля )

127. 0. 0. 1 – существует петля

Когда программа посылает данные по последнему адресу, то образуется петля. Это значит, что данные не передаются по сети, а возвращаются машинам верхнего уровня как только что принятые. Поэтому IP- адреса с номером 127 являются запрещенными.